(粤渝冀辽苏皖闽鄂湘津京鲁琼专用)2021学年高中生物第3章基因的本质第4节基因是有遗传效应的DNA

第4节基因是有遗传效应的DNA
片段
一、说明基因与DNA关系的实例
阅读教材“资料分析〞，说明基因与DNA的关系
例1科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。

具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，这说明( )
A．基因在DNA上
B．基因在染色体上
C．基因具有遗传效应
D．DNA具有遗传效应
答案 C
解析该实验说明肥胖由基因控制，从而得出基因能够控制性状，具有遗传效应。

例2如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，以下表达正确的选项是( )
A．白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸
B．S基因是有遗传效应的DNA片段
C．白眼基因在常染色体上
D．基因片段中有5种碱基，8种核苷酸
答案 B
二、DNA片段中的遗传信息
1．遗传信息
遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序或碱基的排列顺序。

不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，含有的遗传信息不同。

2．基因的多样性和特异性
(1)多样性：DNA分子中共有4种类型的碱基对，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化，假设某个DNA分子具有n个碱基对，那么DNA分子可有4n种组合方式。

从而构成了DNA分子的多样性。

(2)特异性：每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，都储存着特定的遗传信息，即基因的特异性。

3．生物多样性与DNA分子多样性的关系
DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质根底。

归纳总结染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系图解
例3以下关于遗传信息的说法，不确切的是( )
A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B．遗传信息主要是通过染色体上的基因传递的
C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D．遗传信息即生物表现出来的性状
答案 D
解析遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。

例4“DNA指纹技术〞在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有( )
A．稳定性B．特异性
C．多样性D．可变性
答案 B
解析每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，即DNA分子具有特异性，根据这一特性可辅助进展刑事侦破、亲子鉴定等。

1．判断正误
(1)基因是DNA上的片段( )
(2)基因是DNA上有一定功能的特异性碱基排列顺序( )
(3)基因和DNA是同一概念( )
(4)一种生物的基因在另一种生物体内可表现出不同的性状( )
(5)人体基因全部位于染色体上( )
(6)基因的化学构造不会发生改变( )
(7)基因的化学成分是碱基、核糖和磷酸( )
(8)基因A和基因B的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同( )
答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×
2．果蝇的体细胞有8条染色体，携带有1万个以上的基因。

这一事实说明( )
A．基因是DNA上有遗传效应的片段
B．基因即染色体
C．1条染色体上有许多个基因
D．基因只存在于染色体上
答案 C
解析8条染色体上含有1万多个基因，说明1条染色体上含有许多个基因；线粒体内基因就不在染色体上。

3．提醒基因化学本质的表述是( )
A．基因是遗传物质的功能单位
B．基因是具有遗传效应的DNA片段
C．基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列
D．基因在染色体上呈线性排列
答案 B
解析基因的本质是有遗传效应的DNA片段。

4．以下关于真核生物中基因的表达，正确的选项是 ( )
A．基因是具有遗传效应的DNA片段
B ．基因的根本单位是葡萄糖
C ．基因是指氨基酸的序列
D ．基因与性状遗传无关 答案 A
5．DNA 分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。

如用在侦查犯罪上，可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取DNA ，然后在一个温度下水浴加热，使DNA 氢键断裂，双链翻开。

假设两份样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的DNA 单链会通过氢键连接在一起；假设不是来自同一个体，那么两份样本中的DNA 单链一定程度上不能互补，这样可以鉴别犯罪嫌疑人。

由以上材料，完成以下问题： (1)人体DNA 的载体是____________________。

(2)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA 样本。

假设一个只含31
P 的DNA 分子用32
P 标记的脱氧核苷酸为原料连续复制三次后，含32
P 的单链占全部单链的____________。

(3)侦查犯罪的理论根底是：不同个体的DNA 分子具有____________。

答案 (1)染色体和线粒体 (2)7
8
(3)特异性
6．如下图细胞中与基因有关的物质或构造，请分析并答复：
(1)细胞内的遗传物质是[ ]________，基因和b 的关系是______________________。

(2)遗传物质的主要载体是[ ]________，基因和a 的关系是______________________。

(3)c 和b 的关系是_____________________，b 被彻底水解后的产物是______(填字母)。

(4)基因和h 的关系是__________________________。

(5)如果基因存在于________上，那么其遗传方式与性别相关联，这就是________。

这种遗传方式既遵循________定律，又有特殊性。

(6)b 的空间构造是______________________________。

假设其中的A ＋T
G ＋C ＝0.25，那么G 占总
碱基数的比例为______，其中一条单链中A ＋T
G ＋C ＝________。

解析 图中a 为染色体，b 为DNA ，c 为脱氧核苷酸，d 、e 、f 分别为磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，g 为C 、H 、O 、N 、P 五种元素，h 为蛋白质。

[对点训练]
题组一 说明基因与DNA 关系的实例
1．以下关于基因的表达，正确的选项是( ) A ．DNA 分子上任意一个片段都是基因 B ．人体细胞中染色体是基因的唯一载体
C ．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
D ．基因的多样性决定了DNA 分子的多样性 答案 C
解析 基因是有遗传效应的DNA 片段，而不是DNA 分子中任意一个片段；人体细胞中染色体是基因的主要载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因的根本单位是脱氧核苷酸，等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同；基因的多样性与DNA 分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。

2．豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是( ) A ．分别控制显性和隐性性状 B ．所含的核苷酸种类不同 C ．脱氧核苷酸的排列顺序不同 D ．在染色体上的位置不同 答案 C
解析 高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同。

3．20世纪50年代初，查哥夫对多种生物的DNA 做了碱基定量分析，发现A ＋T C ＋G 的比值如下表。

结合所学知识，以下表达正确的选项是( )
DNA 来源 大肠杆菌
小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾 A ＋T
C ＋G
B ．小麦和鼠的DNA 所携带的遗传信息一样
D ．同一生物不同组织的DNA 碱基组成一样 答案 D
解析 大肠杆菌DNA 中A ＋T
C ＋G 的值小于猪，说明大肠杆菌DNA 所含C —G 碱基对的比例较高，而
C —G 碱基对含三个氢键，所以大肠杆菌的DNA 构造稳定性高于猪的，A 错误；虽然小麦和鼠的DNA 中A ＋T
C ＋G 的值一样，但不能说明二者的碱基序列一样，B 错误；基因是有遗传效应的DNA
片段，因此无法根据小麦DNA 中A ＋T 和C ＋G 的数量关系得出基因中A ＋T 和C ＋G 的数量关系，C 错误。

4．对一个基因的正确描述是( )
①基因是DNA 分子上特定的片段 ②它的分子构造首先由摩尔根发现 ③它决定着某一遗传性状或功能
④它的化学构造不会发生变化 A ．①和② B ．①和③ C ．③和④ D ．①和④
答案 B
解析 基因是DNA 分子上具有遗传效应的片段，决定着某一遗传性状或功能，①、③正确；基因的分子构造是沃森和克里克发现的，②错误；基因的构造在一定的内外环境条件下，可能发生改变，④错误。

5．确认两个基因是一样基因的依据是两者( ) A ．位于同一条染色体上 B ．位于同源染色体的同一位置 C ．控制相对性状
D ．具有一样的碱基排列顺序 答案 D
解析 基因中碱基的排列顺序就代表遗传信息，如果两个基因一样，两者的碱基排列顺序一定一样。

6．人类14号染色体信息已被破译，总计含87 410 661个碱基对，这一结果于2003年1月4日发表在英国科学周刊?自然?杂志上。

研究报告称，第14号染色体含有1 050个基因。

那么平均每个基因含有的碱基数为( )
A．83 248 B．166 496
C．1 050 D．不能确定
答案 D
解析一个DNA分子中含有多个基因。

在基因之间的DNA片段属于间隔区段，这些间隔区段因为没有遗传效应而不属于基因。

人类14号染色体上的87 410 661个碱基对并不全属于该染色体上含有的1 050个基因，故不能确定每个基因含有的碱基数。

题组二DNA片段中的遗传信息
7．以下关于DNA和基因的关系的表达，正确的选项是( )
A．基因是碱基对随机排列而成的DNA片段B．DNA的碱基排列顺序就代表基因
C．一个DNA分子上有许多个基因D．组成不同基因的碱基数量一定不同
答案 C
解析每个DNA分子上有多个基因，它们在染色体上呈线性排列。

8．以下从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的选项是( )
A．碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
B．碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性
C．一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41 000种
D．人体内控制β­珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种
答案 D
解析β­珠蛋白基因碱基对的排列顺序是β­珠蛋白所特有的，任意改变碱基的排列顺序后，合成的就不一定是β­珠蛋白。

β­珠蛋白基因的碱基对排列顺序是特定的，其碱基对可能的排列方式应小于41 700种。

9．由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达( )
A．4120 B．404 C．440 D．260
答案 C
解析因为DNA分子两条链上的碱基遵循碱基互补配对原那么，所以一条链的碱基序列决定了另一条链的碱基序列。

根据数学的排列知识，n个不同碱基对的排列有4n种,40个碱基对排列的种类数为440。

10．染色体、DNA、基因三者关系密切，以下表达不正确的选项是( )
A．每条染色体含一个或两个DNA分子，每个DNA分子上有很多个基因
B．复制、别离和传递，三者都能相伴随而进展
C．三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传功能
D．在生物的传宗接代过程中，染色体行为决定后两者
答案 C
解析染色体由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，不是遗传物质。

11．关于基因和染色体的表达不正确的选项是( )
A．基因主要位于染色体上
B．基因在染色体上是由萨顿提出的，而证实基因位于染色体上的是摩尔根
C．果蝇的X染色体比Y染色体短小，因此Y染色体上含有与X染色体对应的全部基因，而X 染色体上不具备与Y染色体所对应的全部基因
D．同源染色体同一位置上的基因可能不同，但所控制的性状是同一性状
答案 C
解析基因主要位于染色体上，线粒体和叶绿体上的基因不在染色体上，A正确；萨顿提出了“基因位于染色体上〞这一假说，这一假说由摩尔根证实，B正确；果蝇的X、Y染色体上有同源区段，也有各自特有的非同源区段，C错误；同源染色体同一位置上可以是等位基因，也可以是一样基因，但它们控制的都是同一性状，等位基因控制的是同一性状的不同表现类型，一样基因控制的是同一性状的一样表现类型，D正确。

12．(2021·湖北武汉期末)如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。

以下有关表达错误的选项是( )
A．D是脱氧核苷酸，其种类取决于C
B．基因是具有遗传效应的F片段
C．基因的主要载体是染色体
D．用吡罗红可以检测F在细胞中的分布
答案 D
解析据图示可知，C为含氮碱基，D为脱氧核苷酸，D的种类取决于C碱基，A正确；F为DNA，G为蛋白质，它们共同构成H染色体，基因是具有遗传效应的DNA片段，其主要载体是
染色体，B、C正确；用甲基绿可以检测F(DNA)在细胞中的分布，D错误。

[综合强化]
13．如图表示一个DNA分子上的三个片段A、B、C，请完成以下问题：
(1)片段A和C之所以能称为基因，是因为它们都是
________________________________________________________________________。

(2)片段A和片段C的不同之处是
________________________________________________________________________。

(3)片段A和片段B的不同之处是
________________________________________________________________________。

(4)一般情况下，在一个DNA分子中类似于B的片段的长度要____________类似于A的片段的长度。

(5)在人类染色体DNA不表达的片段中有一局部是串连重复的序列，它们在个体之间具有显著的差异性，这种短序列应该位于图中的____________。

(6)上题中所说的短序列可应用于____________。

A．生产基因工程药物
B．侦查罪犯
C．遗传病的产前诊断
D．基因治疗
答案(1)具有遗传效应的DNA片段，能控制一定的生物性状(2)其内部的遗传信息即脱氧核苷酸的排列顺序及数目不同(3)片段B中的碱基序列不携带遗传信息，不具有遗传效应(4)大于(5)基因间隔区B (6)B
14．分析以下图，答复有关问题：
(1)图中B是________，F是________，G是__________。

(2)D与A的位置关系是______________________。

(3)从分子水平看，D与C的关系是__________________________。

(4)C的根本组成单位是图中________；D的主要载体是图中的________，除此之外，________
和________也是D由亲代传递给子代的载体。

(5)在E构成的链中，与1分子G相连接的有__________分子的F和________分子的H。

(6)遗传信息是D中________排列顺序。

(7)生物的性状遗传主要通过A上的________传递给后代，实际上是通过________的排列顺序来传递遗传信息。

答案(1)蛋白质含氮碱基脱氧核糖(2)D在A上(呈线性排列) (3)D是具有遗传效应的C片段(4)E A 线粒体叶绿体(5)1 2 (6)碱基(7)D(或基因) F(或碱基)
解析(1)染色体主要由DNA和蛋白质组成；脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成。

(2)基因在染色体上呈线性排列。

(3)基因是有遗传效应的DNA片段。

(4)组成基因的根本单位是脱氧核苷酸；染色体是基因的主要载体。

(5)在DNA分子的一条链中，1个脱氧核糖与1个碱基和2个磷酸基团相连。

(6)基因中，碱基的排列顺序储存着遗传信息。

(7)生物的性状主要靠基因传递给后代；基因中，碱基的排列顺序储存着遗传信息。

15．由于DNA上的“遗传因子〞根本都是符合孟德尔的遗传定律的，因此人类可以利用PCR 技术合成的DNA进展亲子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的DNA，并进展PCR扩增，取其中一样本DNA用限制酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段别离，再使用特制的“探针〞去寻找基因。

一样的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光照射下，便会显示由DNA探针凝聚在一起的黑色条码。

每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合。

(1)2002年6月，我国第一张18位点的“基因身份证明〞在湖北武汉诞生。

人的“基因身份证明〞是否终身有效？________。

理由是___________________________________________。

(2)双胞胎或多胞胎的“基因身份证明〞是否一定完全一样？________，原因是
________________________________________________________________________。

(3)图示某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA指纹图谱示意图，请推测该小孩真正生物学上的父亲是________，原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案(1)是因为同一个体的不同生长发育阶段和不同组织的DNA是一样的，所以它有高度的个体特异性和稳定性(2)不一定如果是异卵双生的双胞胎，其遗传物质不一样(3)B
子代遗传物质一半来自父亲，一半来自母亲
解析(1)同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的，所以DNA一样，具有个体的特异性和稳定性，故“基因身份证明〞终身有效。

(2)同卵双胞胎DNA一样，但异卵双胞胎DNA不一定一样。

(3)比照DNA指纹图谱就会发现孩子的基因有一半与母亲一样，还有一半与B一样，而A、C、D与孩子DNA指纹图谱不一样，所以B是孩子真正生物学上的父亲。